湖南师范大学化学竞赛初赛模拟试卷(无机化学部分)(时间:120分钟 满分:100分)Al26.98 Si28.09 P30.97 S32.07 Cl35.45GaGeAsSeBr第一题(考查对称性,每小题1.5分,共12分) 环丁烷被X 或Y 取代后的分子有那些对称元素?① ② ③ ④⑤ ⑥ ⑦ ⑧第二题(考查晶体结构,第1小题4分,第2、3小题各3分,共10分)冰为六方晶系晶体,晶胞参数为a=452.27 pm, c=736.71 pm ;晶胞中O 原子的分数坐标为(0,0,0),(0,0,0.375),(2/3,1/3,1/2),(2/3,1/3,0.875)。
(1)画出冰晶体的空间格子示意图;其点阵型式是什么?结构基元是什么?(2)计算冰的密度;(3)计算氢键O-H....O的键长。
第三题(考查晶体结构,第1小题2分,第2小题5分,第3小题2分,第4小题3分,第5小题2分,共14分)经X射线分析确定,某一离子晶体为立方晶系,其晶胞参数a=403.1 pm;晶胞顶点位置为Ti4+所占,体心位置为Ba2+所占,棱心位置为O2-所占;(1)画出晶胞示意图;(2)写出晶胞中离子的分数坐标;(3)指出晶体的点阵形式和结构基元;(4)指出各种离子的配位数;(5)若O2-的半径为140 pm,计算两种正离子的半径。
第四题(本题共12分,第1、2、4小题各2分,第3小题6分)某含砷的化合物为橘红色,经稀硝酸处理后溶液中仍有黄色粉末状固体,为了分析其组成,进行了以下实验:(1)称取该化合物0.1070 g ,用稀硝酸处理后除去黄色粉末,所得溶液调节到pH 值为8.00,以淀粉为指示剂用2.50⨯10-2 mol·L -1的I 2标准溶液滴定至终点,消耗20.00 mL 。
(2)然后用盐酸酸化此溶液,加入过量KI 溶液,释放出的I 2用1.00⨯10-1 mol·L -1 Na 2S 2O 3标准溶液滴定至终点,消耗20.00 mL 。
试通过分析与计算回答下列问题: (1)该化合物可能是什么?写出化学式及名称。
(2)写出该化合物与稀硝酸的反应方程式。
(3)写出滴定反应涉及的化学方程式。
(4)该化合物中砷元素的质量百分含量为多少?注:本题考核有效数字与化学计算、元素性质,砷的硫化物有As 2S 3、As 2S 5、As 4S 3、As 4S 4、As 4S 5、As 4S 6六种。
第五题(考核配合物,共12分, 1、2小题各2分,第三小题中每问2分)配位化学是化学的一个重要分支。
在十九世纪,维尔纳的老师认为:六配位化合物是一种链式结构,如:M —A —B —C —D —E —F 或M —B —A —C —D —E····;而维尔纳认为:六配位化合物是一种八面体。
1.请你设想一下:维尔纳是如何否定老师的论断得出他的正确结论的?在配合物中,乙酰丙酮(CH 3C2C CH 3OO )是常见的一种配体。
试回答:2.请从有机化学的角度解释乙酰丙酮可作双齿配体。
3.某同学用乙酰丙酮与CoCl 2、H 2O 2在一定条件下反应得到一晶体A 。
为测定晶体组成,该同学设计以下实验:准确称取A 晶体0.4343 g ,煮沸溶解后,将Co 元素转化为Co(II)形式,然后用氢离子交换树脂(即HR 型)充分交换至看不出有Co 2+的红色,过滤;交换液用0.1013 mol/L 的NaOH 标准溶液滴定,用去24.07 mL 。
测定该物质A 的摩尔电导,发现其为电中性分子。
求: (1)A 中Co 的质量分数。
(2)预测A 的化学式,画出A 的结构并写出Co 的杂化形态。
(3)写出制备A 的化学反应方程式。
(4)在铁粉的催化下,A 能与液溴发生取代反应(物质的量之比为1:3)。
试写出其化学反应方程式。
阐述其原因。
第六题(考查氧化还原,本题共9分,第4小题3分,其余每小题3分)已知酸性溶液中下列电对的标准电极电势:ϕ (VO 2+/VO 2+)=1.0 V ,ϕ ( VO 2+ / V 3+)=0.36 V ,ϕ (V 3+/V 2+)=-0.25 V ,ϕ (V 2+/V)=-1.2 V ,ϕ (Zn 2+/Zn)=-0.763 V ,ϕ (Sn 4+/Sn 2+)=0.15 V ,ϕ (Fe 3+/Fe 2+)=0.77 V 。
请回答:(1)VO 2+还原为V 2+,选择哪种还原剂?(2)VO 2+还原为V 3+,选择哪种还原剂?(3)VO 2+还原为VO 2+,选择哪种还原剂?(4)酸性钒酸盐溶液中通入二氧化硫,生成蓝色溶液;用锌还原时生成紫色溶液。
将上述蓝色溶液与紫色溶液混合时得到绿色溶液,写出涉及的离子方程式。
第七题(考查溶液中的平衡,本题共9分)有一溶液含有0.10 mol/L 的自由NH 3、0.010 mol/L NH 4Cl 和0.15 mol/L [Cu(NH 3)4]2+,问从这个溶液中能否生成Cu(OH)2沉淀?已知K 稳[Cu(NH 3)42+] = 4.8×1012,K sp [Cu(OH)2] = 2.2×10-20,K b (NH 3)= 1.77×10-5。
第八题(考查分子结构与原子结构,本题共22分)8-1(本小题4分,每小问2分)(1)分析PFCl4分子的结构(i)中心原子杂化轨道类型:( )(ii)画出分子的几何构型图:( )(2)判断下列分子键角大小:(i)OCl2,OF2( )(ii)NH3 ,PH3,AsH3( )8-2(第1小问4分,2~7小问各2分,共16分)(1)用VSEPR预测NO2、NO2+、NO2- 的几何形状,并比较它们中<ONO键角大小顺序。
(2)氮的两种化合物分别为三甲胺(Me3N)和三甲硅烷胺(H3Si)3N,观察到两化合物中N原子与相邻原子的键角分别是108°和120°,用VB法解释它们键角的差别。
(3)氮和硼都能形成三氟化物NF3,BF3前者N-F键能280 kJ·mol-1,后者B-F键能646 kJ·mol-1,为何有如此大差别?(4)NF3沸点-129℃,而NH3沸点-33℃,为何后者沸点比前者高?(5)NF3偶极矩小(0.24D),NH3偶极矩大(1.46 D),解释这种差别。
(6)NH3能作为Lewis碱提供电子对,如与Ag+形成Ag(NH3)2+,而NF3却不是Lewis碱,为什么?(7)NaNO3水溶液和钠汞齐(合金)反应生成Na2N2O2。
写出这个反应式。
8-3(本小题2分)天然存在的铀有3种同位素,99.30%的238U,0.70%235U和痕量的234U。
235U受到热(慢)中子的辐射,核裂变释放出原子能,产物之一为质量数为92的稀有气体,产物之二为质量数为140的IIA 族元素。
写出核裂变反应方程式并指出该反应的两个最主要特点。
湖南师范大学化学竞赛初赛模拟试卷(无机化学部分)(时间:2小时满分:100分)第一题(每小题各1.5分,共12分)①σ;(2) C2,2σ;(3) σ(4)C4,4σ(5)3C2,3σ,i;(6)C2,2σ(7)C2,σ,i ;(8) C2,σ,i第二题(考查晶体结构,第1小题4分,第2、3小题各3分,共10分)解:(1) 六方简单格子;结构基元为4H2O;空间格子示意图为其中: a=b, α=β=90o, γ=120o(2) 密度D=ZM/N A VV=(452.27 pm)2Sin60o*736.71 pm=1.305*108 pm3=1.305*10-22 cm3D=4*(2*1.008+16.00) g.mol-1/(6.022*1023 mol-1*1.305*10-22 cm3)=0.917 g.cm-3坐标为(0,0,0)与(0,0,0.375)的两个O原子间的距离即为氢键的长度rr=0.375*736.71 pm=276.3 pm第三题(考查晶体结构,第1小题2分,第2小题5分,第3小题2分,第4小题3分,第5小题2分,共14分)Array解:(1) 晶胞示意图为:(2) Ti 4+ (0,0,0)Ba 2+ (1/2,1/2,1/2)O2-(1/2,0,0); (0,1/2,0); (0,0,1/2)(3) 点阵形式为简单立方。
结构基元为BaTiO3(4) W Ti4+=6; W Ba2+=12; W O2-=6;(5) r(Ti 4+)=1/2 a-r(O2-)=403.1/2-140=61.6 pmr(Ba 2+)=1.414a/2-r(O2-)=145 pm第四题(本题共12分,第1小题2分,第2、4小题各2分,第3小题6分)(1)As4S4,雄黄。
(2)3As4S4+16HNO3+10H2O=6H3AsO3+6H3AsO4+12S↓+16NO↑(3)AsO33-+I2+2OH-=AsO43-+2I-+H2O;AsO43-+2I-+2H+=AsO33-+I2+H2OI2+2S2O32-=2I-+S4O62-n(AsO33-)=n(I2)=2.50⨯10-2⨯20.00⨯10-3=5.00⨯10-4 (mol)n(AsO33-)+ n(AsO43-)=0.5n(S2O32-)=0.5⨯1.00⨯10-1⨯20.00⨯10-3=1.00⨯10-3 (mol)n(AsO43-)=1.00⨯10-3-5.00⨯10-4=5.0⨯10-4 (mol)m(As)=0.0749 (g) m(S)=0.0321 (g) 说明n(As)=n(S)说明方程式(2)为上述。
(4)70.0%第五题(本题共12分,每1、2小题各2分,第三小题中每小题2分)1.链式结构无旋光异构体,而八面体具有旋光异构关系。
若发现某配合物用旋光仪测得有旋光性,且配位数为6,则该配合物一定是八面体结构。
(2分)2.乙酰丙酮之所以可作为双齿配体,是因为该物质始终存在烯醇式和酮式的互变异构:CH 3O CH 2O CH 3CH 3CCH CCH 3OH O (2分) 3.(1)n(Co)=21n(H +)=21×1000--⋅OH OH V C =200007.241013.0⨯=0.001219 mol ; M A =mL g Co n m /3.356001219.04343.0)(==,Co%=%54.16%10093.58=⨯AM (2分) (2)由M A 推出应为Co(C 5H 7O 2)3;注意不能写为Co(C 5H 8O 2)3。
Co :d 2sp 3。
3C CHC CH 3OOCH 3CCHC CH 3OO CH 3C CHC C H 3O Co (2分)(3)6CH 3COCH 2COCH 3+2CoCl 2+H 2O 2→2Co(CH 3COCHCOCH 3)3+2H 2O +4HCl(4)3C CHC CH 3O OCH 3CCHC CH 3OO CH 3C CHC CH 3O O Co +3Br 2Fe3C C C CH 3O OBrCH 3CCC C H 3OO BrCH 3C C CCH 3O O Br Co +3HBr 。